通风状况对室内火灾过程影响的数值模拟

利用烟火运动场模型(FDS)模拟室内火灾过程,研究了通风开口大小对室内燃烧状况的影响,发现一定房门开度下,燃烧状况会发生周期性转换;利用线性拟合确定了房门处的最大质量流量m max与通风因子A√H间的比例系数.通过研究指出,房门突然打开后间歇出现的两次回燃现象,可能对进入房间灭火的人员构成严重威胁,在灭火实践中应该引起高度重视.     

基于Ventsim的井下火灾模拟研究

井下事故中矿井火灾是最严重的事故类型之一。为更好地控制火灾时期风流的扩散以及相关应急预案的制定,利用Ventsim可视化通风软件建立金属矿山通风系统三维模型。研究结果表明:相同燃烧环境下,不同材料燃烧产生的CO浓度呈现相同变化趋势:先增加后减少,然后增加至最大值,最后减小并趋近零。橡胶、柴油、干木柴燃烧释放的CO浓度最高约至13003、12742、8779ppm,可见橡胶产生的CO浓度明显高于柴油和木柴;热释放量方面,柴油燃烧释放的热量最高约至26500kW,明显高于木柴和橡胶;距离火源不同地点热和CO随时间变化规律不同,其中与回风巷直接相连的巷道因热膨胀等因素造成风流逆向,其CO气体在火灾中期出现浓度趋近于零的现象。     

甘肃窑街煤矿二氧化碳突出及防治

本文对甘肃窑街煤矿特大型二氧化碳突出的特征、地质构造背景及防治工作进行了研究。研究结果表明突出气体是煤系自燃热解所生成,根据对方解石脉进行裂变径迹测年和气体的氩同位素研究,表明气体形成于晚第三纪至早更新世;突出区大量CO_2气主要受断裂构造与强应力场控制而蕴藏在厚煤层中。 打前探孔、震动放炮、抽放卸压等措施对于防治突出,减少损失具有积极的作用,而厚煤层中的断裂带部位是最危险的区段,应重点防范。     

多组分细水雾对乙醇汽油的灭火效能研究

分析了细水雾灭火时液滴的吸热蒸发过程和汽油与乙醇汽油的燃烧特性，进行了汽油、乙醇在封闭空间内从燃烧到自行熄灭时的含氧量变化测量。进行了多组分细水雾与细水雾的灭火性能比较，和用多组分细水雾对汽油火、乙醇汽油火的灭火性能试验。研究表明，多组分细水雾比普通细水雾具有更好的灭火效果，乙醇汽油火的灭火难度要比汽油火的大，多组分细水雾用于乙醇汽油场合灭火时，其灭火工作压力要大于用于汽油的场合。     

矿井火灾仿真与避灾路线的数学模型

矿井火灾具有突发性、火势发展迅猛以及灭火和救护困难等特点。火灾燃烧时产生大的热量和有毒有害的气体,并形成火风压。火势的动力作用,容易造成风流状态的紊乱,甚至造成整个通风系统风流状态的混乱,由此造成的损失极为惨重。矿井火灾仿真研究对于制定火灾预案具有重要的指导意义。由于矿井系统本身的复杂性及其有限的出口通道,以及灾变对矿井系统的影响,人员的避灾路线常常被灾变及其生成物所阻断。正因为这种复杂性,在紧急状态下依靠人工手段来提供避灾路线是不可能的,在计算机及其应用技术日趋成熟的今天,开发一套适合现场应用的避灾路线选择系统既现实又重要。提出了基于流体网络的矿井火灾仿真数学模型和避灾路线数学模型,并编制了相应的程序。该模型在金川有色金属公司二矿区进行了应用,取得了良好的效果。     

火源位置对凹型砖木结构古建筑火蔓延特性影响研究∗

为探究凹型砖木结构古建筑火灾蔓延特性,以某典型凹型古建筑为研究对象,利用 Pyrosim 软件进行物理模型搭建,研究不同火源位置对火灾蔓延规律的影响,以及在该过程中温度、能见度变化规律和 CO、CO₂浓度动态分布情况等。结果表明：不同火源位置对火蔓延特性影响较大,若引火源位于凹型古建筑西南角,相较西北、正北方向两个工况,热释放速率可高达 240 MW/s,应选择在该处设置多个感温探测器及自动喷淋系统用于火灾防范;若引火源位于建筑西南角,相较其他工况室内温度可达最高值 1 000 ℃,CO、CO₂浓度亦均达最值,且在垂直高度 1.67 m 处能见度下降速率达到峰值,人员需在 2 min 内全部疏散。该研究对于凹型砖木结构古建筑火灾防控、防灭火装置的合理排布及灾后人员高效、安全疏散具有重大意义和参考价值。     

钢框架房屋火灾消防过程温度场数值模拟研究∗

钢结构在火灾消防过程中容易遭到破坏甚至发生倒塌，而空间温度场是研究结构响应的基础。为了研究喷水消防对空间温度场的影响，建立了三层三跨钢框架房屋模型，在火灾动力学软件中利用水喷淋方式模拟了其消防灭火过程。分别研究了消防在火灾初期发展阶段和稳定燃烧阶段介入时，火源及框架平面附近的温度场分布与发展规律，对比分析了消防在不同火灾阶段介入后直接灭火跨与相邻跨的火场温度变化特性。研究结果表明：（1） 数值模拟结果与火灾消防试验结果吻合较好，验证了数值模型中采用水喷淋方式模拟喷水消防过程获得温度场的可行性；（2）消防在火灾初期发展阶段介入后，直接灭火跨的温度发生骤降，最大降幅约 350 ℃，约 20 s 后缓慢回升， 消防喷水有效减缓火灾发展进程，抑制空间温度与梯度发展，框架附近平面火场达到的最高温度相比无消防介入火灾低约 350 ℃；（3）消防在稳定燃烧阶段介入时，空间温度较高、温度梯度较大，消防介入后火场最高温度在 60 s 左右降低约 650 ℃，降温速率约 11 ℃/s，短时间内温度梯度变化剧烈；（4）与在稳定燃烧阶段介入相比，消防在火灾初期发展阶段介入可大幅降低火场最高温度，且使温度梯度变化比较缓和。     

室内火灾熄灭临界关系的理论分析

应用熄火热理论,对发生火灾时室内气体的得热和散热进行了详细分析,分别得到了在墙壁热惯性较高和热惯性较低两种情况下的临界熄火关系式.研究表明,墙壁热惯性较大时,室内气体通过墙壁和开口进行对流散热,室内气体得热量越大,或散热量越小,火灾愈难以熄灭;在墙壁热惯性较小时,室内气体只能通过开13与外界气体对流散热,因而室内火灾也更加难以控制.     

利用卫星遥感技术进行干旱监测

利用2003年卫星遥感干旱监测资料和哈尔滨市土壤湿度资料，应用土壤热惯法计算和分析了黑龙江省哈尔滨市旱灾情况，提出了相应的防治措施。研究表明：这种方法在目前对裸地面进行干旱遥感监测中是定量水平较高的，对裸露土壤湿遥感精度可达到60％，根据农业气象观测规范，它可以给出土壤干旱的绝对等级。利用这一方法，计算了哈尔滨市12个县(市)不同级别干旱灾害的分布情况。     

基于GIS的不同盖层下CO_2释放量随温度场的变化规律研究

城市土体温度场分布受覆盖层性质的影响,而土体中有机质分解速率及CO2释放量随温度变化而变化,因而,盖层性质将会影响土体的CO2释放量。在室内试验确定CO2释放量与温度场变化规律的基础上,通过野外观测站长期观测所得的不同盖层下土体温度场变化规律,建立了不同盖层下土体释放CO2与温度的关系模型;采用ArcGIS对南京大学校区的不同盖层进行分区,并利用CO2释放量与温度的关系模型生成了校区CO2释放量在某一时间段内的空间分布图。同时,分别以城区和郊区同一时段内的野外监测数据应用于研究区,研究了城市热岛效应对研究区土体CO2释放量的影响。     

餐饮业油烟道火灾研究综述

从餐饮业油烟道火灾事故统计出发,概括了我国油烟道火灾事故分类、事故原因分析、油烟道火灾探测、灭火剂、灭火设备的研究进展,分析了我国油烟道火灾的研究与国外的差距,并指出了我国在油烟道火灾领域存在的问题,最后提出了防治油烟道火灾的思路。     

GIS中快速真空开关灭弧室波纹管机械寿命研究

当快速真空断路器放入GIS中,真空灭弧室波纹管会承受3种不同条件的严峻考验,分别为高分闸速度高气压环境、重复性大幅度机械压缩。为了确定GIS内真空灭弧室波纹管在高气压环境及高分闸速度下的机械寿命,采用流固耦合仿真方法对波纹管在分闸过程中的机械波传递、等效应力值及机械寿命进行了仿真分析研究。仿真结果表明:波纹管分闸过程中机械波传递速率不随分闸速度及内部气压的变化而改变,随着气压和分闸速度的增大,波纹管最大等效应力值呈阶跃式增大,机械寿命则呈减小趋势。通过对波纹管机械寿命实验,得到了GIS中真空灭弧室波纹管在高气压环境高分闸速度下的机械寿命情况,实验结果与仿真结果较为吻合。     

有人/无人机协同森林灭火作战体系结构设计

有人/无人机协同灭火作为森林航空消防的全新模式是一项复杂的系统工程,以其为研究对象进行体系结构设计具有重要意义.该文以消防无人机、有人机行为模式和灭火能力分析为基础,综合考虑有人/无人机编队方法和控制流程,主要应用美国国防部架构框架的作战视点模型,重点分析各节点之间的交互关系及状态变化,创造性地构建了有人/无人机协同森...     

油页岩地下开采巷道围岩的流变特性及工程应用

为研究油页岩巷道围岩的流变特性,采用岩土SJ-1B三轴蠕变仪对油页岩进行了三轴蠕变试验。根据试验结果,建立了油页岩非线性蠕变方程。根据上述非线性蠕变方程,以吉林桦甸油页岩矿一井运输大巷为工程背景,分析了围岩的应力场和位移场,并对不同支护强度和应力状态下的蠕变变形进行了系统的分析。研究结果表明,油页岩蠕变具有非线性,控制油页岩巷道围岩过量变形的根本途径是改变围岩的应力状态,以及适当提高锚杆、锚索的初始预应力。本文为有效控制油页岩开采时巷道围岩的有害变形提供了理论依据。     

驳船池火灾的危险性分析

从现代社会中广泛用于原油运输的船只入手,介绍了在原油转移的过程中发生意外泄漏而产生池火灾的几个重要参数模型。结合热辐射伤害的破坏准则,对死亡、重伤、轻伤的范围进行了量化研究,进一步分析了池火灾所造成的直接财产损失和间接的财产损失,并给出了相应的计算模型。以湘江边上一艘驳船发生柴油泄漏后产生的池火灾为例,计算分析结果表明:池火灾对周围一定半径内造成巨大的财产和人员损失。     

可调谐半导体激光吸收光谱技术用于火灾探测——初步试验

以火灾燃烧过程中产生的气体作为参数,可以大大提高火灾探测的早期性。测量气体浓度的方法有很多,可调谐半导体激光吸收光变更技术(tunable diode laser absorption spectroscopy,TD-LAS)由于其高选择性、高灵敏度和高分辨率的特点而越来越受到重视。描述了火灾特征气体CO和CO2的选取,设计了一套基于TDLAS原理的火灾探测系统,通过扣除背景噪声谱线以及对激光强度信号进行拟合,可以提高火灾探测的有效性。验证了系统对CO和CO2能够很好响应并且具有较好的线性关系,系统长时间运行稳定可靠,能够满足火灾探测的要求。     

计算机模拟在火灾科学与工程研究中的应用

计算机模拟技术尤其是场模拟技术是近年来发展完善的高新技术,在许多工程领域和基础研究方面得到广泛应用。但其在大灾科学和工程领域的应用研究刚刚起步。本文在介绍场模拟基本方法的基础上,重点介绍了场模拟方法中大涡模拟技术的基本理论和方法,并将其引入火灾动力学的研究中。列出了火灾动力学大涡模拟的基本方程、湍流模型、燃烧模型和幅射模型。并用此方法模拟了油罐区火灾动力学演化实例,据此可提出更有效的控制和补救措施。 通过利用场模拟方法中的大涡模拟技术研究典型工业重点火灾危险源——油罐区火灾动力学演化实例,可以看出场模拟技术在安全工程领域方面的发展前景。预计它将成为安全工程领域中的安全管理、危险性评估以及安全事故处理决策支持等的有效手段。     

地下城市综合管廊的抗火构造与消防设计

综合管廊作为现代化城市的基础设施,能够从根本上解决管线埋设或架立引起的挖掘道路、影响交通、破坏景观等问题。提高道路和公用管线的管理水平,有效利用地下空间,提高防灾能力,是现代化都市的必然要求。本文从管廊的构造、抗火设计要求、管线布置、消防系统等方面出发,对地下城市综合管廊的设计提出了一些具体的建议。     

减少环境灾害高效开发油页岩的集成技术分析

能源是经济发展的动力,面对世界能源资源的日益短缺以及国际石油价格猛涨的局势,开发利用新能源已迫在眉睫。介绍了油页岩的特性和用途及其开发前景;提出了油页岩综合利用的“集成技术”,阐述了该技术的重要思想,详细分析了其经济效益,为油页岩的高效开发利用提供参考。